После кровопотери большое количество гормона Эпо наводняет кроветворную систему в костном мозге. Ученые из Немецкого центра исследования рака в Гейдельберге и Университета Фрайбурга опубликовали в журнале Science статью, в которой раскрывается, как быстрый оборот молекул рецептора Epo на гемопоэтических клетках гарантирует, что они остаются готовыми к реакции. Таким образом, наш организм может реагировать даже на резкое повышение уровня Epo с достаточным запасом эритроцитов.
Наш организм реагирует на кровопотерю, стимулируя выработку красных кровяных телец (эритроцитов). Клетки кроветворной (кроветворной) системы в костном мозге делают это после получения сигнала гормона, называемого эритропоэтином, или сокращенно эпо. Этот гормон вырабатывается в основном почками, которые в тысячу раз повышают уровень Epo в ответ на падение насыщения крови кислородом.
Гемопоэтические клетки получают сигнал Epo через рецепторы Epo на своей поверхности. Как клетки-предшественники крови, несущие всего несколько рецепторных молекул, способны адекватно реагировать на высокий рост уровня Epo и всегда обеспечивать необходимое количество эритроцитов?? "Если слишком много гормона затопляет слишком мало рецепторных молекул, можно ожидать, что точка насыщения скоро будет достигнута. Это означало бы, что кроветворная клетка больше не может реагировать на дальнейшее повышение уровня гормона," говорит доктор. Урсула Клингмюллер из DKFZ.
Исследователи из ее отдела, которые участвуют в Альянсе Гельмгольца по системной биологии и сети MedSys LungSys, финансируемой Федеральным министерством образования и исследований (BMBF), сотрудничали с коллегами из рабочей группы, возглавляемой профессором Йенсом Тиммером из Фрайбургского университета, чтобы выяснить это. как кроветворные клетки могут реагировать линейно, если уровни Epo увеличиваются на несколько порядков. Для этого исследователи объединили экспериментальные данные с математическими моделями в рамках подхода системной биологии.
Исследовательская группа смогла показать, что после связывания Epo с его рецептором обе молекулы быстро проникают внутрь кроветворных клеток, где они расщепляются. Во время этого процесса поверхность клетки постоянно оснащается вновь синтезируемыми рецепторными молекулами, которые поступают из мест внутриклеточного хранения. "Этот оборот рецепторных молекул – очень быстрый процесс," Йенс Тиммер объясняет, кто является членом Фрайбургского института перспективных исследований (FRIAS), а также кластера передового опыта BIOSS. "Таким образом, клетка продолжает распознавать другие молекулы гормона в окружающей среде и соответственно реагировать."
Генетически модифицированный Epo является важным лекарством для лечения анемии, например, у диализных пациентов, которые часто страдают от низкого количества эритроцитов, потому что они разрушаются во время диализа, и, кроме того, нарушение функции почек приводит к недостатку естественного Epo. Результаты ученых из Гейдельберга и Фрайбурга могут способствовать разработке вариантов Epo с улучшенными связывающими свойствами и, таким образом, повысить эффективность лечения анемии.